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JP2003012964A - 金属顔料組成物、その製造方法、その金属顔料組成物を含有する塗料組成物およびインキ組成物 - Google Patents

金属顔料組成物、その製造方法、その金属顔料組成物を含有する塗料組成物およびインキ組成物

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JP2003012964A
JP2003012964A JP2001199075A JP2001199075A JP2003012964A JP 2003012964 A JP2003012964 A JP 2003012964A JP 2001199075 A JP2001199075 A JP 2001199075A JP 2001199075 A JP2001199075 A JP 2001199075A JP 2003012964 A JP2003012964 A JP 2003012964A
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JP
Japan
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metal pigment
acid
pigment composition
metal
composition
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JP2001199075A
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Yoshiki Hashizume
良樹 橋詰
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Toyo Aluminum KK
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Toyo Aluminum KK
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来リーフィング性を付与することができな
かった樹脂被覆金属顔料および着色顔料を付着させた着
色金属顔料にリーフィング性を付与する。 【解決手段】 樹脂被覆金属顔料または着色顔料を付着
させた着色金属顔料に、末端にCF3基を有する構造式
のシランカップリング剤および/またはその加水分解生
成物、もしくはこれらの縮合物を添加して混合して得ら
れる、リーフィング性金属顔料組成物。前記の金属顔料
組成物には、水および加水分解触媒を混合することが好
ましい。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、リーフィング性の
金属顔料組成物に関するものであり、さらに詳しくは、
リーフィング性の樹脂被覆金属顔料組成物と、リーフィ
ング性の着色金属顔料組成物、および、その製造方法
と、その金属顔料組成物を用いるインキ、塗料などに関
するものである。
【0002】
【従来の技術】従来から、アルミニウムフレークなどの
金属フレークを含む金属顔料組成物は、美装性や、反射
性や、水分の透過防止性の付与の目的で、自動車部品、
産業機械、家具、建築物内外装、家電製品などに好適に
用いられている。
【0003】一般に、金属顔料組成物としては、アルミ
ニウムフレークなどの金属フレークを含有したノンリー
フィング性の金属顔料組成物が知られており、たとえ
ば、自動車車体などの塗装に用いられている。ノンリー
フィング性金属顔料は、燐片状に賦形した金属顔料の表
面にオレイン酸などの不飽和脂肪酸を吸着させることに
より、塗料用樹脂との親和性を高めたもので、塗膜化し
たときに金属フレークは塗膜内部に分散し、ランダムに
配列して、ウロコ様のキラキラ感を示す。
【0004】一方、たとえば、自動車部品、家電製品、
化粧容器、照明器具、外灯、家具部品などにおいては、
前記のノンリーフィング性の金属顔料組成物によるウロ
コ様のキラキラ感ではなく、鏡面様の光輝感が付与する
ことが要求されることも多い。このような鏡面様の光輝
感を有する部品では、一般にその表面をアルミニウム箔
などの金属箔で被覆したり、あるいは金属メッキや金属
蒸着により、表面に金属薄膜を析出し付着させている。
【0005】しかしながら、金属箔で表面を被覆する方
法では、基材表面に凹凸がある複雑な形状の基材に対し
ては、部分的に皺が発生し、均一に金属箔で被覆するこ
とができないという問題がある。また、金属メッキによ
る方法では、導電性を有する基材に限定されたり、ある
いは基材表面に導電層を形成するなどの必要がある上
に、基材全体をメッキ浴に浸漬する必要があり、製造工
程が複雑で、設備上種々の制限がある。また、金属を蒸
着させる方法では、真空または減圧容器中に基材を設置
する必要があり、大型の基材には適用できないという問
題がある上に、製造工程上も、減圧にする必要があるな
ど実用化にあたり制限がある。
【0006】そこで、このような物品に鏡面様の光輝感
を付与するために、金属箔による被覆や金属メッキや金
属の蒸着といった方法によらず、リーフィング性の金属
顔料組成物を用いる方法が開発されてきた。
【0007】リーフィング性の金属顔料組成物とは、具
体的には、アルミニウムなどの金属材料を微粉化し、か
つそれを燐片状に賦形した、滑らかな平面を形成し得
る、アルミニウムフレークなどの金属フレークと塗料用
樹脂の混合物を含有する金属顔料組成物である。たとえ
ば、リーフィングアルミニウムペーストおよびブロンズ
粉などである。リーフィング性金属顔料組成物は、燐片
状に賦形した金属顔料の表面にステアリン酸などの飽和
脂肪酸を吸着させ、塗料用樹脂との親和性を低下させた
もので、塗膜化したときに塗膜上層部に浮上し、互いに
平行に配列して滑らかな平面を形成し、鏡面様の光輝感
を示す。
【0008】しかしながら、リーフィング性金属顔料表
面に吸着している飽和脂肪酸と塗料やインキに使用され
る樹脂との付着性は一般に悪く、塗膜樹脂と金属顔料の
界面での剥離が起こりやすいため、耐擦傷性、耐薬品
性、耐候性、耐汚染性などの面で問題が生じていた。ま
た、リーフィング性金属顔料を含む塗膜の上に、未硬化
の状態でウェットオンウェット方式にてさらにクリヤ樹
脂を塗り重ねると、アルミニウムフレークの配向性が乱
れて外観が低下する傾向があった。
【0009】しかし、リーフィング性金属顔料を含む塗
膜を加熱硬化後に、さらにその上にクリヤ樹脂を塗り重
ねた場合には、当該クリヤ塗膜との層間付着性が十分で
はなくなる傾向がある。そのため、表面形状が複雑な基
材上に塗布した場合、クリヤ塗膜の厚みが不十分な個所
やクリヤ塗膜のまわり込みが不十分な個所における亀裂
部分などから水などが浸入し、金属顔料が酸化、変色す
るなどして、耐擦傷性、耐薬品性、耐候性、耐汚染性な
どの面で問題が生じていた。さらに、飽和脂肪酸の防錆
力は弱く、金属顔料の薬品による腐食を防止するには防
錆力が不十分であったため、塗膜化したときの耐酸性、
耐アルカリ性などの耐薬品性も不十分なものであった。
その上、長期間貯蔵した際のリーフィング性に問題があ
るため、貯蔵安定性が低いという欠点も有していた。
【0010】そこで、リーフィング性金属顔料組成物の
これらの欠点を克服し、リーフィング性金属顔料組成物
を含有する塗膜の鏡面様の光輝感を維持または向上させ
つつ、塗膜樹脂と金属顔料の付着性、および、クリヤ樹
脂と金属顔料の付着性を高め、耐擦傷性、耐薬品性、耐
候性、耐汚染性を改良し、貯蔵安定性を向上させるた
め、これまでにさまざまな研究開発がなされてきた。
【0011】たとえば、金属顔料を含む塗膜とクリヤ塗
膜との層間付着性を改良すべく、金属顔料を含む塗膜と
クリヤ塗膜との少なくとも一方に、ジルコアルミネート
系カップリング剤を含有する、リーフィング性メタリッ
ク仕上げ方法(特開平1−307475号公報)や、リ
ーフィング性アルミニウムフレークを含む下塗層と、酸
性の粘着促進剤を含む上塗層と、を含有する多層コーテ
ィング系(特開平3−95275号公報)や、硬化した
金属顔料を含む塗膜に、燐酸基含有不飽和単量体および
水酸基含有不飽和単量体を用いて形成される重合体を含
む組成物を塗布した後、クリヤ塗料を塗装する塗膜形成
方法(特開平10−34069号公報)などが提案され
ている。
【0012】それから、金属顔料組成物の貯蔵安定性
と、金属顔料を含む塗膜とクリヤ塗膜との層間付着性と
を、ともに改良すべく、アルミニウムフレークを燐酸ア
ルキルエステルで被覆処理することを特徴とするリーフ
ィング性メタリック塗料(特開平10−219150号
公報)も提案されている。
【0013】さらには、水性金属顔料組成物の貯蔵安定
性を改良すべく、リーフィング性アルミニウム顔料とノ
ンリーフィング性アルミニウム顔料を混合することを特
徴とするメタリック調水性塗料組成物(特開2001−
11389公報)も提案されている。
【0014】他にも、一般的なリーフィング性金属顔料
組成物により得られる鏡面様の光輝感よりもさらに深み
のある光輝感を得るべく、バインダー樹脂として特定の
石油系樹脂を含む組成物を用い、アルミニウムフレーク
を塗膜下層部に沈降させ、滑らかな平面を形成させるこ
とを特徴とする塗料組成物(特開2001−81359
号公報)が提案されている。
【0015】また、ノンリーフィング性アルミニウムフ
レークを用いて、鏡面様の光輝感を得るべく、微小金属
箔とノンリーフィング性アルミニウムフレークを混合す
ることを特徴とする塗料組成物(特開2000−219
830号公報)や、ノンリーフィング性アルミニウムフ
レークを含有する塗料と微小金属箔を含む塗料を順次塗
装する塗膜形成方法(特開2000−312857号公
報)や、未硬化の塗面にノンリーフィング性アルミニウ
ムフレークおよび有機溶剤を含有する組成物を塗装した
後、クリヤ塗料を塗装することを特徴とするメタリック
塗膜形成方法(特開平11−90318号公報)なども
提案されている。
【0016】しかし、前記のような数々の努力にもかか
わらず、塗膜樹脂と金属顔料の付着性、クリヤ樹脂と金
属顔料の付着性、耐擦傷性、耐薬品性、耐候性、耐汚染
性、貯蔵安定性などの面で十分に満足のいく性能を持
ち、さらには塗膜の鏡面様の光輝感に優れた、製造コス
ト面でも十分に採算の取れるリーフィング性金属顔料組
成物は未だに得られていなかった。
【0017】また、従来より、高耐候性の含フッ素共重
合体塗料として、水酸基をもつフルオレフィン/ビニル
エーテル系共重合体とポリイソシアネート系硬化剤とを
含有する塗料が知られている。この塗料にアルミニウム
フレークなどのメタリック顔料を添加したメタリック塗
料組成物は、その高耐候性を生かして、屋外にさらされ
る自動車用塗料などとして用いられている。
【0018】また、自動車など屋外で使用される物品に
塗装されるメタリック塗料組成物において、特にメタリ
ック塗料組成物から形成された塗膜が最外層となる際に
は、耐候性とともに耐汚染性が要求される場合が多い。
一般的な塗料の耐汚染性を向上させる手段として、塗料
にアルコキシシランの部分加水分解縮合物を添加する方
法(特開平8−176304号公報)や、フルオロオレ
フィン、(メタ)アクリル酸エステルおよび加水分解性
シリル基を有するオレフィン性単量体を共重合させた含
フッ素共重合体を含有する塗料組成物(特開平9−30
2301号公報)が提案されている。
【0019】また、メタリック塗料の耐汚染性および耐
候性を向上させる手段としては、フルオロオレフィン、
(メタ)アクリル酸エステルおよび加水分解性シリル基
を有するオレフィン性単量体を共重合させた含フッ素共
重合体と、シランカップリング剤とを含有するメタリッ
ク塗料組成物(特開2000−186234号公報)が
提案されている。しかし、当該発明においては、リーフ
ィング性金属顔料組成物の耐汚染性および耐候性を向上
させることは目的としておらず、耐薬品性については言
及がない。また、当該発明においては、樹脂被覆金属顔
料や、着色顔料を付着させた着色金属顔料についても言
及されていない。
【0020】なお、蒸着金属膜を粉砕して金属片とした
光輝性顔料および燐酸基含有化合物を含有することを特
徴とするメタリック塗料(特開2000−178478
号公報)においても、シランカップリング剤を含有する
ことが好ましいとされているが、当該発明においては、
シランカップリング剤は、メタリック塗膜層の密着性を
高めるために添加されており、シランカップリング剤の
存在により、光輝性顔料がリーフィング性を示すわけで
はない。また、当該発明においては、耐薬品性について
は言及がなく、樹脂被覆金属顔料や、着色顔料を付着さ
せた着色金属顔料についても言及されていない。
【0021】
【発明が解決しようとする課題】これに対し、樹脂被覆
金属顔料は樹脂との付着性、耐酸性、耐アルカリ性に優
れているため、樹脂被覆金属顔料を用いれば、前記のリ
ーフィング性金属顔料組成物の欠点は克服できると考え
られるが、既存の樹脂被覆金属顔料はリーフィング性を
示さず、リーフィング性金属顔料組成物に特徴的な鏡面
様の光輝性を持つ色調は得られない。また、被覆樹脂層
の上にリーフィング性を与えるために飽和脂肪酸を吸着
させてもほとんどリーフィング性は改善されない。ま
た、近年アルミニウム顔料などの金属粉顔料に着色顔料
を吸着させ、必要に応じて樹脂を被覆するという技術に
よる着色金属粉顔料が開発されているが、このような着
色金属粉顔料もリーフィング性を示さない。
【0022】よって、前記のリーフィング性金属顔料組
成物の、塗膜樹脂と金属顔料の付着性、クリヤ樹脂と金
属顔料の付着性、耐薬品性、耐候性、耐汚染性、などの
面での欠点を克服し、さらには、着色金属顔料にリーフ
ィング性を付与して、多様な色彩と鏡面様の光輝性を兼
ね備えた特徴のある色調と、耐擦傷性と、耐薬品性と、
耐候性と、耐汚染性と、貯蔵安定性と、を同時に兼ね備
えたリーフィング性樹脂被覆金属顔料組成物を得るた
め、樹脂被覆金属顔料にリーフィング性を付与する技術
の開発が強く求められているが、いまだ実現されていな
かった。
【0023】本発明の目的は、従来リーフィング性を付
与することができなかった樹脂被覆金属顔料にリーフィ
ング性を付与し、鏡面様の光輝性を持つ色調と、耐薬品
性と、耐候性と、耐汚染性と、を同時に兼ね備えたリー
フィング性樹脂被覆金属顔料組成物およびその製造方法
を提供することにある。
【0024】また、本発明の他の目的は、着色顔料を付
着させた着色金属顔料にリーフィング性を付与し、従来
の技術では得ることができなかった、多様な色彩と鏡面
様の光輝性を兼ね備えた新しい意匠を示す着色金属顔料
組成物およびその製造方法を提供することにある。
【0025】
【課題を解決するための手段】本発明者は、従来リーフ
ィング性を付与することができなかった被覆金属顔料に
リーフィング性を付与し、同時に、金属顔料組成物に耐
薬品性と、耐候性と、耐汚染性と、を付与するには、含
フッ素共重合体やシランカップリング剤を添加すること
が有効である可能性に着目し、鋭意研究を重ねた結果、
特定のシランカップリング剤を用いることにより、本発
明の目的を達成することを見出し、本発明を完成した。
【0026】本発明は、金属顔料と、末端にCF3基を
有する構造式のシランカップリング剤および/またはそ
の加水分解生成物、もしくはこれらの縮合物と、を含有
する金属顔料組成物である。
【0027】ここで、前記シランカップリング剤とし
て、次の化学式(1)で示される化合物を用いることが
できる。
【0028】
【化2】
【0029】(nは0から20の整数、mは2から4の
整数、X,YはRまたはORまたはCl、Rは炭素数2
以下のアルキル基である。) また、前記シランカップリング剤として、前記化学式
(1)中のアルキル基にさらに1個以上の下記の極性官
能基が導入された化合物を用いることができる。−CO
O−,−COS−,−CONH−,−SO2NH−,−
S−さらに、前記金属顔料の表面は樹脂で被覆されてい
てもよい。また、前記金属顔料は着色顔料により着色さ
れていてもよい。そして、前記シランカップリング剤お
よび/またはその加水分解生成物、もしくはこれらの縮
合物の含有量は、前記金属顔料100重量部に対し、
0.1〜20重量部であることが好ましい。
【0030】それから、本発明は、前記金属顔料に前記
化学式(1)のシランカップリング剤を混合することを
特徴とする、前記の配合量の金属顔料組成物の製造方法
を含む。
【0031】また、本発明は、前記化学式(1)のシラ
ンカップリング剤に加えて水および加水分解触媒を混合
することを特徴とする、前記金属顔料組成物の製造方法
を含む。
【0032】そして、本発明は、前記加水分解触媒が、
燐酸、ポリ燐酸、モリブデン酸、燐モリブデン酸、過酸
化ポリモリブデン酸、バナジン酸、クロム酸、硫酸、塩
酸、硝酸、ホスホン酸、アルキルホスホン酸、およびこ
れらの塩、さらに、炭素数6以下のアルキルアミン、炭
素数6以下のアルキレンジアミン、炭素数6以下のアル
カノールアミン、アミノ基を有するシランカップリング
剤、アンモニア、の群から選ばれる少なくとも1種であ
ることを特徴とする、前記金属顔料組成物の製造方法を
含む。
【0033】さらに、本発明は、前記金属顔料組成物
と、バインダと、溶剤と、を含有する塗料組成物または
インキ組成物を含む。
【0034】
【発明の実施の形態】以下、実施の形態を示して本発明
をより詳細に説明する。
【0035】本発明の金属顔料組成物は、金属顔料と、
末端にCF3基を有する構造式のシランカップリング剤
および/またはその加水分解生成物、もしくはこれらの
縮合物と、を含有している。
【0036】一般に、シランカップリング剤とは、化学
式(2)に示す構造を持つ珪素化合物で、相互になじみ
の悪い無機材料と有機材料の両者と化学結合できる性質
を持つ。本発明のシランカップリング剤も、無機質と反
応しやすい置換基を化学式(2)のX1,X2,X3の
位置に持ち、末端にCF3基を有する有機質と反応しや
すい置換基を化学式(2)のYの位置に持つ。なお、化
学式(2)において、nは0以上の整数を表す。
【0037】
【化3】
【0038】本発明に使用されるシランカップリング剤
は、好ましくは次の化学式(1)で示されるシランカッ
プリング剤である。
【0039】
【化4】
【0040】(nは0から20の整数、mは2から4の
整数、X,YはRまたはORまたはCl、Rは炭素数2
以下のアルキル基である。以下の文章においても、同
じ。)nは0から20であることが好ましいが、特に好
ましい範囲は0から10である。nが20より大きい場
合は金属顔料と塗料樹脂などのバインダーとの付着性が
低下する傾向があり、塗膜樹脂と金属顔料の界面で剥離
などの問題を生じやすくなる。
【0041】mは2から4の整数であることが好まし
い。mが2より小さい場合は樹脂との親和性が低下する
傾向があるため、塗料化したときにハジキや分散性不良
などの問題を生じやすくなる。mが4より大きい場合は
添加量の割にリーフィング性や密着性の改善効果があま
りみられず、製造コストの面で不利になる傾向がある。
【0042】X,YはRまたはORまたはClである。
ただし、Clの場合は処理工程で塩化水素ガスが発生す
るなどの問題があるため、RまたはORの方がより好ま
しい。Rは炭素数2以下のアルキル基である。炭素数が
3以上の場合は、十分なリーフィング性が得られない傾
向があるため、好ましくない。
【0043】前記の条件を満たすシランカップリング剤
としては、たとえば、次の化学式(3)〜(6)に示す
構造式をもつ化合物などが挙げられる。
【0044】
【化5】
【0045】
【化6】
【0046】
【化7】
【0047】
【化8】
【0048】また、前記化学式(1)のアルキル基にさ
らに1個以上の下記の極性官能基が導入されたシランカ
ップリング剤を用いた場合も良好な結果が得られる。
【0049】極性官能基:−COO−,−COS−,−
CONH−,−SO2NH−,−S−。
【0050】前記の条件を満たすシランカップリング剤
としては、たとえば、次の化学式(7)〜(12)に示
す構造式をもつ化合物などが挙げられる。
【0051】
【化9】
【0052】
【化10】
【0053】
【化11】
【0054】
【化12】
【0055】
【化13】
【0056】
【化14】
【0057】さらに、シランカップリング剤は、必要に
より、1種または2種以上を使用することができる。
【0058】そして、シランカップリング剤はそのまま
の状態でも、たとえば下記の反応式(13)により、完
全に、または部分的に加水分解した状態でもよい。
【0059】
【化15】
【0060】(nは0から20の整数、mは2から4の
整数、X,YはRまたはORまたはCl、Rは炭素数2
以下のアルキル基である。)さらにこのような加水分解
生成物が金属粉顔料表面の水酸基あるいは他の加水分解
生成物の水酸基と縮合した状態になっていてもよく、金
属粉顔料表面の水酸基と縮合した状態が特に好ましい状
態であり、より良好なリーフィング性が得られる。
【0061】加水分解を生じさせるためには、シランカ
ップリング剤とともに水および加水分解触媒をあわせて
添加するだけでよいが、均一混合のためあらかじめ親水
性溶媒に分散または溶解して添加するのが好ましい。
【0062】水の添加量は、特に限定はされないが、金
属顔料100重量部に対し、0.1〜5.0重量部が好
ましい。水の添加量が0.1重量部未満の場合は、シラ
ンカップリング剤の縮合が十分に起こらず、リーフィン
グ性、密着性などの改善効果が小さくなる傾向がある。
水の添加量が5.0重量部を超えると、金属顔料として
アルミニウムフレークを使用した場合にはアルミニウム
フレークが水と反応し、凝集や光輝低下などの問題を生
じる場合がある。
【0063】加水分解触媒としては、下記の群(A)あ
るいは群(B)から選ばれる少なくとも1種を使用する
ことが好ましい。
【0064】群(A):下記に示す酸性化合物およびそ
の塩。 燐酸、ポリ燐酸、モリブデン酸、燐モリブデン酸、珪モ
リブデン酸、過酸化ポリモリブデン酸、バナジン酸、ク
ロム酸、硫酸、塩酸、硝酸、ホスホン酸、アルキルホス
ホン酸、燐タングステン酸、珪タングステン酸、燐タン
グストモリブデン酸、燐バナドモリブデン酸。
【0065】群(B):下記に示す塩基性化合物。 炭素数6以下のアルキルアミン、炭素数6以下のアルキ
レンジアミン、炭素数6以下のアルカノールアミン、ア
ミノ基を有するシランカップリング剤、アンモニア。
【0066】特に好ましい加水分解触媒としては、燐
酸、燐酸アンモニウム、モリブデン酸アンモニウム、燐
モリブデン酸、過酸化ポリモリブデン酸、トリエチルア
ミン、エチレンジアミン、モノエタノールアミン、ジエ
タノールアミン、トリエタノールアミン、アンモニア、
γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−アミノプ
ロピルトリエトキシシラン、N−β(アミノエチル)γ
−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−β(アミノ
エチル)γ−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、
などが例示される。
【0067】加水分解触媒の添加量は、特に限定はされ
ないが、金属顔料を100重量部とした場合に0.1〜
5.0重量部であることが好ましい。加水分解触媒の添
加量が0.1重量部未満では、シランカップリング剤の
加水分解が十分に起こらず、リーフィング性、密着性な
どの改善効果が小さくなる傾向がある。加水分解触媒の
添加量が5.0重量部を超えると、添加量の割にリーフ
ィング性や密着性の改善効果があまりみられず、製造コ
ストの面で不利になる傾向がある。
【0068】本発明の金属顔料組成物を均一に混合する
ための親水性溶媒としては、炭素数5以下のアルコー
ル、ブチルセロソルブ、エチルセロソルブ、ブチルカル
ビトール、ジプロピレンブリコールモノメチルエーテル
などの多価アルコールエーテル類、アセトンなどが使用
でき、その添加量は、金属顔料組成物中に均一に水や加
水分解触媒を分散または溶解させるのに十分な量である
ことが望ましい。
【0069】本発明の金属顔料組成物に含まれるシラン
カップリング剤の添加量は、特に限定はされないが、金
属粉顔料100重量部に対し、0.1〜20重量部とす
るのが好ましい。特に好ましくは0.5〜5重量部であ
る。シランカップリング剤の添加量が0.1重量部未満
では、十分なリーフィング性が得られない傾向があり、
シランカップリング剤の添加量が20重量部以上では、
塗膜にしたときの塗膜物性(付着性など)が低下する場
合がある。
【0070】本発明の金属顔料組成物に用いる金属顔料
としては、アルミニウム、ブロンズ、ステンレス、亜
鉛、銅、チタン、鉄、ニッケル、ステンレスおよびそれ
らの合金フレークなどが例示される。これらの顔料の中
でもアルミニウムフレークは金属光沢に優れ、安価な上
に比重が小さいため扱いやすく、特に好適である。平均
粒径としては1〜100μmのものが好ましく、3〜5
0μmのものが特に好ましい。平均厚みとしては、0.
02〜5μmのものが好ましく、0.1〜2μmのもの
が特に好ましい。
【0071】さらに、平均粒径を平均厚みで割った形状
係数が5〜100程度の範囲のものが特に好ましい。平
均粒径が100μmを超える場合は、フレーク状顔料が
塗膜表面に突き出す結果となり、塗面の平滑性あるいは
鮮映性が低下する傾向があり、平均粒径が1μm未満の
場合は、メタリック感あるいは光輝感が低下する傾向が
ある。また、平均厚みが5μmを超える場合は、塗面の
平滑性あるいは鮮映性が低下する傾向があることに加
え、十分なリーフィング性が得られないこともあり、平
均厚みが0.05μm未満の場合は、金属フレークの強
度が低下する傾向があるばかりでなく、金属フレーク製
造工程中の加工が困難になる場合がある。
【0072】フレーク状顔料の平均粒径は、レーザー回
折法、マイクロメッシュシーブ法、コールターカウンタ
ー法などの公知の粒度分布測定法により測定された粒度
分布より体積平均を算出して求められる。平均厚みにつ
いては、フレーク状金属顔料の隠蔽力と密度より算出さ
れる。
【0073】金属顔料は一般的なステアリン酸、オレイ
ン酸などの脂肪酸や脂肪族アミン、脂肪酸アミド、脂肪
族アルコール、酸性燐酸エステルなどで被覆されたもの
も使用できるが、本発明の効果を有効に利用するために
は、金属顔料表面に樹脂層が形成されていることが好ま
しい。金属顔料表面に樹脂層を形成することにより、こ
れを使用して塗装された塗膜の耐薬品性、付着性、耐候
性、耐汚染性、などの塗膜物性を向上させることができ
る。
【0074】樹脂層を形成する方法としては、金属顔料
を有機溶剤中に分散したスラリーに下記に示されるよう
なモノマーを添加し、不活性ガス雰囲気中で加熱しなが
らアゾビスイソブチロニトリル、過酸化ベンゾイルなど
の重合開始剤を添加することによりモノマーを重合させ
金属顔料表面に重合体を析出させる方法が好ましい。た
だし、この方法に限定されるものではない。
【0075】ここで、重合性モノマーの例としては、ア
クリル酸、メタクリル酸、メタクリル酸メチル、アクリ
ル酸ブチル、アクリル酸2−エチルヘキシル、アクリル
酸ラウリル、アクリル酸ステアリル、アクリル酸シクロ
ヘキシル、アクリル酸2−ヒドロキシエチル、アクリル
酸2−ヒドロキシブチル、アクリル酸2−メトキシエチ
ル、アクリル酸2−ジエチルアミノエチル、メタクリル
酸ブチル、メタクリル酸オクチル、1,4ブタンジオー
ルジアクリレート、1,6ヘキサンジオールジアクリレ
ート、1,9ノナンジオールジアクリレート、ネオペン
チルグリコールジアクリレート、トリプロピレングリコ
ールジアクリレート、テトラエチレングリコールジアク
リレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、
ペンタエリスリトールトリアクリレート、トリスアクリ
ロキシエチルホスフェート、ジトリメチロールプロパン
テトラアクリレート、スチレン、α−メチルスチレン、
ビニルトルエン、ジビニルベンゼン、アクリルニトリ
ル、メタクリルニトリル、酢酸ビニル、プロピオン酸ビ
ニル、マレイン酸、クロトン酸、イタコン酸、ポリブタ
ジエン、アマニ油、大豆油、エポキシ化大豆油、エポキ
シ化ポリブタジエン、シクロヘキセンビニルモノオキサ
イド、ジビニルベンゼンモノオキサイド、などが例示さ
れる。
【0076】形成される樹脂層の量は、金属顔料100
重量部あたり0.1〜50重量部が好ましく、0.5〜
40重量部が特に好適である。形成される樹脂層の量が
0.1重量部よりも少ない場合は、塗膜の耐薬品性や付
着性が不十分となる傾向があり、形成される樹脂層の量
が50重量部よりも多い場合は塗膜のメタリック感ある
いは輝度が低下し、塗膜表面の平滑性に問題が生じる場
合がある。
【0077】さらに、本発明には着色金属顔料も使用で
きる。本発明に使用しうる着色金属顔料としては、特に
限定されないが、特開昭58−141248号公報、公
表特許公報平5−508424、特開平1−31547
0号公報、特開平9−40885号公報、特開平9−5
9532号公報、特開平9−124973号公報などの
特許公報に記載されているような、個々の粒子の表面に
着色顔料付着層を有しているものが使用できる。さら
に、本発明の効果を有効に利用するためには、該着色顔
料層が前記重合性モノマーの例に示すような重合性モノ
マーから合成された樹脂層で被覆されているものが好ま
しい。着色顔料としては、フタロシアニン、ハロゲン化
フタロシアニン、キナクリドン、ジケトピロロピロー
ル、イソインドリノン、アゾメチン金属錯体、インダン
スロン、ペリレン、ペリノン、アントラキノン、ジオキ
サジン、ベンゾイミダゾロン、縮合アゾ、トリフェニル
メタン、キノフタロン、アントラピリミジン、酸化チタ
ン、酸化鉄、カーボンブラック、バナジウム酸ビスマ
ス、などが例示される。
【0078】着色顔料を付着させた着色金属顔料のほか
に、金属顔料表面に干渉膜や着色薄膜層を形成すること
により着色されたタイプの着色金属顔料も好適である。
このような着色金属顔料の例としては、酸化あるいは窒
化するすることにより着色されたチタンフレークあるい
は特公平1−24182に開示されているような、酸化
鉄などの有色無機薄膜層により着色されたアルミニウム
顔料などが例示される。
【0079】本発明の金属顔料組成物の製造方法は、金
属顔料に単にシランカップリング剤を添加、混合するだ
けでよい。添加方法に特に限定はないが、リボンミキサ
ーやニーダーミキサーで金属顔料を溶剤とともに混練す
る際に、シランカップリング剤を添加する方法が好まし
い。このとき、金属顔料に前記のような配合量と条件で
水および前記加水分解触媒をあわせて添加すると、より
良好なリーフィング性をもつ金属顔料組成物が得られ
る。
【0080】本発明の塗料組成物またはインキ組成物
は、前記金属顔料組成物と、バインダと、溶剤と、を含
有する。さらには必要に応じて、各種顔料、各種添加剤
などを含有することができる。
【0081】本発明の塗料組成物またはインキ組成物の
形態は、特に限定されるものではなく、有機溶液型、非
水分散液型、水溶液型、水分散液型、ハイソリッド型、
粉体塗料型などの任意の形態のものを使用することがで
きる。
【0082】たとえば、非水分散液型の塗料組成物の場
合、本発明の金属顔料組成物(本発明のシランカップリ
ング剤を含む)、バインダ、有機溶剤、さらには必要に
応じて、添加剤、顔料などを添加して調製される。
【0083】この場合、金属顔料組成物の重量濃度(P
WC)は0.1〜30の範囲が好ましい。PWCを高く
することにより、塗膜のメタリック感と白さが向上す
る。しかし、PWCが高くなりすぎると、層間付着性が
低下する傾向にあるので、上記の範囲に収まることが好
ましい。
【0084】前記塗料組成物に用いるバインダとして
は、一般に塗膜形成樹脂として用いられている樹脂など
が好ましく、アクリル樹脂、塩ビ酢ビ共重合樹脂、ポリ
アミド樹脂、ウレタン樹脂、ポリエステル樹脂、メラミ
ン樹脂などの樹脂が例示される。
【0085】前記塗料組成物に用いる溶剤は、金属顔料
製造の際に用いた溶剤やトップコート剤、あるいはメタ
リック塗装の下地塗膜の種類などを考慮して選択される
ものであるが、例えば、トルエン、キシレン、n−ヘキ
サン、シクロヘキサン、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸
イソプロピル、酢酸n−プロピル、酢酸n−ブチル、酢
酸イソブチル、メタノール、エタノール、n−プロピル
アルコール、イソプロピルアルコール、n−ブチルアル
コール、イソブチルアルコール、第2ブチルアルコー
ル、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチル
ケトン、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プ
ロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プ
ロピレングリコールモノエチルエーテル、プロピレング
リコールモノエチルエーテルアセテート、エチレングリ
コールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノメ
チルエーテルアセテート、エチレングリコールモノエチ
ルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテルア
セテート及び、ソルベッソ100及びソルベッソ150
(商品名、エッソ社製、芳香族系炭化水素溶剤)などの
炭化水素系溶剤を挙げることができる。また、光輝性顔
料が金属粉ペーストのような市販品として入手される場
合には、この金属粉ペースト中に含有されている溶剤が
含まれてもよい。
【0086】前記塗料組成物においては、必要に応じ
て、各種顔料、各種添加剤などを添加することができ
る。
【0087】たとえば、これらの塗料組成物またはイン
キ組成物には、多彩な色調を得るために、マイカ、表面
着色マイカ、ガラスフレーク、表面着色ガラスフレー
ク、パール、その他、前記着色顔料の例に示すような着
色顔料などを添加してもよい。
【0088】また、これらの塗料組成物またはインキ組
成物には、必要に応じて、表面調整剤、粘性調整剤、紫
外線吸収剤、光安定化剤、酸化防止剤、硬化触媒、メラ
ミン樹脂、体質顔料、沈降防止剤、ポリエチレンワック
ス、ポリプロピレンワックスなどのワックス類などの塗
料用添加剤などを配合することができる。
【0089】本発明の塗料組成物またはインキ組成物の
塗膜が形成される基材は特に限定されるものではなく、
たとえば、プラスチック基材や金属基材が用いられる。
金属基材の具体例としては、鉄、銅、アルミニウム、
錫、亜鉛など、これらの合金および鋳造物が挙げられ
る。
【0090】このような基材の具体例としては、自動
車、自動二輪車などの車体および部品が挙げられる。特
に鋳造、鍛造のアルミニウム系合金製ホイールあるいは
鉄製のホイールは表面が複雑な形状を有し、かつ外観が
重視される部品であるので、本発明の塗料組成物または
インキ組成物はこのような基材に対し特に有用である。
これらの金属基材は、あらかじめ燐酸塩、クロム酸塩な
どで化成処理されることが好ましい。
【0091】本発明の塗料組成物またはインキ組成物の
塗装方法あるいは印刷方法は、特に限定されるものでは
なく、使用する塗料組成物またはインキ組成物の形態お
よび基材の表面形状などを考慮して種々の塗装方法ある
いは印刷方法を用いることができる。たとえば、本発明
の塗料組成物の塗装方法としては、スプレー、ロールコ
ーター、刷毛塗り、静電塗装、グラビア印刷、スクリー
ン印刷、など従来公知の塗装方法を採用することができ
る。
【0092】本発明の実施形態により必要なときは、下
地塗膜層、メタリック塗膜層、および、上塗り塗膜層を
順次塗装してもよい。この場合、各塗膜層を塗装し硬化
後に次の塗膜層を塗装してもよいし、いわゆるウェット
オンウェット塗装により各塗膜層を塗装した後、硬化さ
せずに次の塗膜層を塗装してもよい。しかしながら、良
好な鏡面様の光輝性をもつ塗膜を得るためには、下地塗
膜層を塗装し硬化後、メタリック塗膜層を塗装すること
が好ましい。各塗膜層の塗料組成物の硬化方法は、たと
えば熱硬化であってもよいし、常温硬化であってもよ
い。
【0093】この場合、下地塗膜層の厚みは、特に限定
されるものではないが、一般的な実施形態においては、
10〜200μmの範囲であることが好ましい。また、
メタリック塗膜層の厚みは、特に限定されるものではな
いが、一般的な実施形態においては、1〜100μmの
範囲であることが好ましい。上塗り塗膜層の厚みは、特
に限定されるものではないが、一般的な実施形態におい
ては、5〜300μmの範囲であることが好ましい。
【0094】
【実施例】以下、実施例を挙げて本発明をより詳細に説
明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【0095】<実施例1>市販の樹脂被覆アルミニウム
ペースト(東洋アルミニウム(株)製FZ7640、平
均径:17μm、平均厚さ:0.4μm、不揮発分54
%、アクリル系共重合体樹脂で被覆)300gに、燐酸
1.62g、水0.81gをエタノール10gに溶解し
て添加し、ついでヘプタデカトリフルオロデシルトリメ
トキシシラン(信越化学工業(株)製KBM7803)
3.24gを添加して30分間混練し、金属顔料組成物
を作製した。
【0096】得られた金属顔料組成物のリーフィング価
をASTM D480−70にしたがって測定した結
果、75であった。なお、FZ7640(処理前)のリ
ーフィング価は0であった。金属顔料組成物の組成およ
びそのリーフィング価の評価結果を表1に示す。
【0097】<実施例2>市販の着色アルミニウムペー
スト(東洋アルミニウム(株)製RE2600、平均
径:18μm、平均厚さ:1.8μm、不揮発分52
%、着色顔料としてDPP Rubine TR(CI
BA社製)を使用、アクリル系共重合体樹脂で被覆)3
00gにトリエタノールアミン1.56g、水0.31
gをエタノール10gに溶解して添加し、ついでヘプタ
デカトリフルオロデシルトリメトキシシラン(信越化学
工業(株)製KBM7803)1.56gを添加して3
0分間混練し、金属顔料組成物を作製した。
【0098】得られた金属顔料組成物のリーフィング価
をASTM D480−70にしたがって測定した結
果、67であった。なお、RE2600(処理前)のリ
ーフィング価は0であった。金属顔料組成物の組成およ
びそのリーフィング価の評価結果を表1に示す。
【0099】<実施例3〜11>実施例1,2と同様に
して、表1〜4に示す条件でアルミニウムペーストを処
理し、金属顔料組成物を作製した。表1〜4には得られ
た金属顔料組成物のリーフィング価もあわせて示す。表
中7640NSは東洋アルミニウム(株)製ノンリーフ
ィングタイプアルミニウムペースト(平均径:17μ
m、平均厚さ:0.36μm、不揮発分65%、被覆樹
脂なし、着色顔料なし)であり、処理前のリーフィング
価は0であった。
【0100】<比較例1>市販の樹脂被覆アルミニウム
ペースト(東洋アルミニウム(株)製FZ7640)3
00gにステアリン酸3.24gを添加して30分間混
練し、金属顔料組成物を作製した。得られた金属顔料組
成物のリーフィング価をASTM D480−70にし
たがって測定した結果、5であった。金属顔料組成物の
組成およびそのリーフィング価の評価結果を表4に示
す。
【0101】<比較例2>市販の着色アルミニウムペー
スト(東洋アルミニウム(株)製RE2600)300
gにステアリン酸1.56gを添加して30分間混練
し、金属顔料組成物を作製した。得られた金属顔料組成
物のリーフィング価をASTM D480−70にした
がって測定した結果、0であった。金属顔料組成物の組
成およびそのリーフィング価の評価結果を表5に示す。
【0102】<比較例3>市販の樹脂被覆アルミニウム
ペースト(東洋アルミニウム(株)製FZ7640)3
00gに燐酸1.62g、水0.81gをエタノール1
0gに溶解して添加し、ついでステアリン酸3.24g
を添加して30分間混練し、金属顔料組成物を作製し
た。得られた金属顔料組成物のリーフィング価をAST
M D480−70にしたがって測定した結果、0であ
った。金属顔料組成物の組成およびそのリーフィング価
の評価結果を表5に示す。
【0103】<比較例4>市販の着色アルミニウムペー
スト(東洋アルミニウム(株)製RE2600)300
gにトリエタノールアミン1.56g、水0.31gを
エタノール10gに溶解して添加し、ついでステアリン
酸1.56gを添加して30分間混練し、金属顔料組成
物を作製した。得られた金属顔料組成物のリーフィング
価をASTM D480−70にしたがって測定した結
果、0であった。金属顔料組成物の組成およびそのリー
フィング価の評価結果を表5に示す。
【0104】<比較例5>市販のリーフィング性アルミ
ニウムペースト(東洋アルミニウム(株)製0700
M)のリーフィング価を、無処理のままASTM D4
80−70に従って測定した結果、85であった。
【0105】
【表1】
【0106】
【表2】
【0107】
【表3】
【0108】
【表4】
【0109】
【表5】
【0110】<性能評価>実施例1〜11、比較例1〜
5で得られた金属顔料組成物10gを市販の石油樹脂ワ
ニス50gに分散し、塗料を作製した。得られた塗料を
ガラス板に100μmのドクターブレードで塗布し、常
温で1日乾燥させた。得られた塗膜それぞれについて、
下記の試験方法に従って、性能評価を行なった。得られ
た結果を表6に示す。
【0111】(i)輝度の測定方法 変角測色計(X−Rite社製 X−Rite MA6
8)による入射角45度、正反射方向からのオフセット
角15度におけるL値によって、塗膜の輝度を評価し
た。L値が大きいほうがメタリック感良好である。
【0112】(ii)耐薬品性の試験方法 JIS K5400に準拠して、塗膜の耐薬品性を評価
した。
【0113】(iii)耐汚染性の試験方法 塗膜に指紋を付着させ、50℃で7日間放置し、目視観
察にて汚染度を下記の基準に基づいて5段階評価した。
数値が大きいほど耐汚染性に優れている。 5:指紋が全く観察できない状態。 4:指紋がほとんど観察できない状態。 3:指紋がうっすらと観察できる状態。 2:指紋が容易に観察できる状態。 1:指紋が白くはっきりと観察できる状態。
【0114】(iv)耐候性の試験方法 塗膜を用いて、JIS K5400−1990に準拠し
て、1000時間相当のキセノンアーク灯式促進耐候性
試験を行なった。試験前後にてGloss(60°−6
0°の条件)で光沢の測定を行ない、光沢保持率(試験
前後の測定値の比(%))を求めて、耐候性を評価し
た。光沢保持率が大きいほど耐候性に優れている。
【0115】
【表6】
【0116】表1〜表6の結果に示されるように、本発
明のシランカップリング剤を用いた実施例では、従来用
いられていたステアリン酸を用いた比較例に比べて、リ
ーフィング価および輝度が大幅に向上していることがわ
かる。また、樹脂被覆金属顔料、樹脂被覆着色金属顔料
を用いた実施例1〜7、実施例9〜11、比較例1〜4
においては、良好な耐薬品性が得られたが、樹脂被覆を
施していない金属顔料を用いた実施例8においては、良
好な耐薬品性が得られなかったことがわかる。
【0117】今回開示された実施の形態および実施例は
すべての点で例示であって制限的なものではないと考え
られるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではな
くて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と
均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれるこ
とが意図される。
【0118】
【発明の効果】上記実施例で明らかなように、本発明に
より、従来リーフィング性を付与することができなかっ
た樹脂被覆金属顔料にリーフィング性を付与することが
できる。そして、その結果、鏡面様の光輝性を持つ色調
と、耐薬品性と、耐候性と、耐汚染性と、を同時に兼ね
備えたリーフィング性樹脂被覆金属顔料組成物およびそ
の製造方法を提供することができ、従来のリーフィング
性金属顔料組成物のもつ欠点を克服することができる。
【0119】また、本発明により、着色顔料を付着させ
た着色金属顔料にリーフィング性を付与することもでき
る。その結果、従来の技術では得ることができなかっ
た、多様な色彩と鏡面様の光輝性を兼ね備えた新しい意
匠を示すリーフィング性着色金属顔料組成物およびその
製造方法を提供することができる。
【0120】また、本発明による、リーフィング性樹脂
被覆金属顔料組成物、あるいは、リーフィング性着色金
属顔料組成物の製造方法は、非常に簡便であり、製造コ
ストも低く抑えることができる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) C09D 201/00 C09D 201/00 Fターム(参考) 4J037 AA04 AA05 AA06 CB23 CC11 CC13 CC16 CC25 CC28 CC29 DD10 EE03 EE43 FF09 FF15 FF18 FF22 FF23 FF25 FF26 4J038 CD021 CF041 CG001 DA161 DD001 DH001 KA08 NA03 NA05 NA11 NA26 PC02 PC08 4J039 BA06 BE01 EA34 EA40 EA44 FA01 FA02

Claims (11)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 金属顔料と、末端にCF3基を有する構
    造式のシランカップリング剤および/またはその加水分
    解生成物もしくはこれらの縮合物と、を含有する金属顔
    料組成物。
  2. 【請求項2】 シランカップリング剤が次の化学式
    (1)で示される請求項1に記載の金属顔料組成物。 【化1】 (nは0から20の整数、mは2から4の整数、X,Y
    はRまたはORまたはCl、Rは炭素数2以下のアルキ
    ル基である。)
  3. 【請求項3】 シランカップリング剤が請求項2記載の
    化学式(1)中のアルキル基にさらに1個以上の下記極
    性官能基が導入された化学式で示される請求項1または
    請求項2に記載の金属顔料組成物。−COO−,−CO
    S−,−CONH−,−SO2NH−,−S−
  4. 【請求項4】 金属顔料の表面が樹脂で被覆されている
    ことを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の金属
    顔料組成物。
  5. 【請求項5】 金属顔料が着色顔料により着色されてい
    ることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の金
    属顔料組成物。
  6. 【請求項6】 シランカップリング剤および/またはそ
    の加水分解生成物もしくはこれらの縮合物の含有量が、
    金属顔料100重量部に対し0.1〜20重量部である
    請求項1〜5のいずれかに記載の金属顔料組成物。
  7. 【請求項7】 金属顔料にシランカップリング剤を混合
    することを特徴とする請求項6に記載の金属顔料組成物
    の製造方法。
  8. 【請求項8】 シランカップリング剤に加えて水および
    加水分解触媒を混合することを特徴とする請求項7に記
    載の金属顔料組成物の製造方法。
  9. 【請求項9】 加水分解触媒は、燐酸、ポリ燐酸、モリ
    ブデン酸、燐モリブデン酸、過酸化ポリモリブデン酸、
    バナジン酸、クロム酸、硫酸、塩酸、硝酸、ホスホン
    酸、アルキルホスホン酸、およびこれらの塩、さらに、
    炭素数6以下のアルキルアミン、炭素数6以下のアルキ
    レンジアミン、炭素数6以下のアルカノールアミン、ア
    ミノ基を有するシランカップリング剤、アンモニア、の
    群から選ばれる少なくとも1種であることを特徴とする
    請求項8に記載の金属顔料組成物の製造方法。
  10. 【請求項10】 請求項1〜6のいずれかに記載の金属
    顔料組成物と、バインダと、溶剤と、を含有する塗料組
    成物。
  11. 【請求項11】 請求項1〜6のいずれかに記載の金属
    顔料組成物と、バインダと、溶剤と、を含有するインキ
    組成物。
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